Задание № 16 ЕГЭ. Квантовая физика. Вариант 4

Электрон в атоме водорода переходит с энергетического уровня с номером n = 2 на энергетический уровень с n = 1. Чему равен модуль импульса испущенного при этом фотона? Ответ выразите в килограммах, умноженных на метр в секунду, умножьте на 1029 и после этого округлите до целого числа. Скорость света равна 3 · 108 м/с. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En = −13,6/n2 эВ, где n = 1, 2, 3, …. 1 эВ = 1,6 · 10-19 Дж.

Атомы некоторого газа могут находиться в трех энергетических состояниях, энергетическая диаграмма которых показана на рисунке. Атом находится в состоянии с энергией E2. Фотон с какой энергией может поглотить атом этого газа? (Ответ дайте в электрон-вольтах и округлите до целого числа.)

В таблице приведены значения энергии для третьего и четвертого энергетических уровней атома водорода. Какой должна быть энергия фотона, при поглощении которого атом переходит со второго уровня на четвертый? (Ответ дайте в 10−19 джоулях и округлите до сотых.)

На рисунке показаны спектры поглощения трех смесей неизвестных газов (Х, Y и Z), а также спектры излучения известных газов 1 и 2. Какая из смесей содержит газ 1? В качестве ответа запишите букву, обозначающую смесь газов.

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En = −13,6/n2 эВ, где n = 1, 2, 3, …. При переходе атома из состояния Е2 в состояние Е1 атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, λкр = 300 нм. Чему равен максимально возможный импульс фотоэлектрона? (Ответ дайте в 10–24 килограммах, умноженных на метр в секунду, округлив до десятых.) Постоянная Планка равна 6,6 · 10−34 Дж·с, скорость света равна 3 · 108 м/с, масса электрона равна 9,1 · 10-31 кг, 1 эВ = 1,6 · 10-19 Дж.

Электрон в атоме водорода переходит на вторую стационарную орбиту, испуская волны, длина которых равна 656 нм. С какой стационарной орбиты переходит этот электрон? Скорость света равна 3 · 108 м/с, а постоянная Планка — 4,1 · 10−15 эВ·с. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En = −13,6/n2 эВ, где n = 1, 2, 3, ….

На рисунке изображена схема низших энергетических уровней атома. В начальный момент времени атом находится в состоянии с энергией Е(2). Согласно постулатам Бора с какой энергией данный атом может излучать фотоны? (Ответ дайте в 10−19 джоулях и округлите до целого числа.)

В 1912 г. английским физиком Альфредом Фаулером при изучении излучения вакуумных трубок, заполненных смесью водорода и гелия, была открыта спектральная серия, которую Фаулер ошибочно приписал водороду. Расчеты показывают, что одна из спектральных линий этой серии соответствует переходу электрона в атоме водорода с энергетического уровня с номером n = 3 на энергетический уровень с номером m = 1,5 (хотя энергетического уровня с нецелым номером, конечно же, быть не может). Чему была равна длина волны, соответствовавшая данной спектральной линии? (Ответ выразите в нанометрах и округлите до целого числа.) Постоянная Планка равна 6,6 · 10−34 Дж·с. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En = −13,6/n2 эВ, где n = 1, 2, 3, …. 1 эВ = 1,6 · 10-19 Дж.

В таблице приведены значения энергии для второго и четвертого энергетических уровней атома водорода. Какой должна быть энергия фотона, при поглощении которого атом переходит со второго уровня на четвертый? (Ответ дайте в 10−19 джоулях и округлите до сотых.)

Электрон в атоме водорода находится в основном (самом низком, с номером n = 1) энергетическом состоянии. Атом поглощает фотон с импульсом 6,8 · 10–27 кг·м/с. Найдите номер энергетического уровня, на который в результате этого перейдет электрон. Скорость света равна 3 · 108 м/с. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En = −13,6/n2 эВ, где n = 1, 2, 3, …. 1 эВ = 1,6 · 10-19 Дж.